V potravinářském, chemickém průmyslu a dále všude tam, kde je nutné v automatické výrobě vážit a kontrolovat balené výrobky nebo příměsi, je vhodné použít tzv. automatické kontrolní váhy. Ty umožňují samostatně vážit a případně třídit výrobky podle jejich hmotnosti při kontinuálního pohybu po dopravním páse bez jeho zastavení.

Každý kdo nakupuje cokoliv v obchodě s potravinami, jistě občas zjišťuje, kolik který výrobek váží, resp. jaké množství za vynaloženou cenu dostane. Váha na obalech, například tatranky, je jmenovitá hmotnost, kterou by měl každý výrobek měl mít. V praxi samozřejmě nelze při automatické sériové výrobě úplně přesně dodržet udanou hmotnost. Některé výrobky jsou lehčí, jiné naopak těžší. V prvním případě to vadí zákazníkovi, v druhém případě naopak výrobci. Aby bylo zajištěno, že k zákazníkovi se nedostane výrobek s nižší váhou, než dovolují normy (záporná odchylka od jmenovité hmotnosti) a naopak nebude těžší, což normy nezakazují, ale výrobce prodělává, je vhodné do automatické výrobní linky zařadit kontrolní váhu. Ta sama, za nepřetržitého běhu výrobků na dopravním páse, zváží každý výrobek, blesku rychle ( čase řádově jednotek ms) hodnotu porovná s udanou jmenovitou hmotností a definovanými tolerancemi a v případě, že výrobek z nějakého důvodu nevyhovuje, vyřadí ho. Někdy kontrolní váha řídí i plničku pro úpravu dávkování (například při plnění sáčků s cukrem). Mimo tyto funkce, váhy provádí i výpočet celé statistiky produkce a vytváří protokoly pro případ úředních kontrol, stížností zákazníka nebo jen pro agendu výrobce.

Použití

• vážení balených i nebalených výrobků za kontinuálního pohybu
• vážení hmotností od 10 g až 100 kg
• hlídání přeplňování = finanční ztráty
• hlídání zda výrobky nemají podváhu - ochrana zákazníka
• možnost označit výrobky symbolem "e"
• kontrola zda jsou v balení všechny součásti
• odstraňování nevyhovujících produktů z pásu
• regulaci plnících zařízení
• zjišťování přítomnosti náplně v bonbónech
• kontrola zda krabice obsahuje všechny ingredience
• kontrola naplnění flašek a krabic (mléko, víno, jogurty apod.)

Možné nasazení:

• potravinářský průmysl - cukr, mouka, čokoláda, pizza, zelenina apod.
• stavební průmysl - balené stavební směsi, zahradnická zemina apod.
• farmaceutický průmysl - léky, vitamíny, jednotlivé pilulky a celá balení
• chemický průmysl - kosmetika, čistící prostředky, prací prášky
• výroba balených stavebních směsí

Princip kontrolních vah

Celá funkce automatických kontrolních vah je založena na elektromagnetické kompenzaci síly (zatížení), kdy síla v podobě zatížení dopravního pásu právě váženým výrobkem je přenášena na vážní jednotku. Ta provádí přizdvihování vážnícího dopravníku využitím fyzikálním principu elektrodynamického principu pravé ruky - viz článek "Princip elektromagnetické kompenzace síly pro přesné vážení". Vynaložená energie je pak úměrná hledanému zatížení dopravníku.

Kontrolní váha se obvykle skládá z následujících částí:

• Přiváděcí dopravník (infeed belt) - urychluje vážený produkt na potřebnou rychlost a stabilizuje postavení výrobku na pásu (výrobek na vážícím dopravníku musí být stabilní a v klidu, tj. nesmí se kymácet).
  
• Vážící dopravník s vážní jednotkou ( weighing belt with weighcell) - váží produkt během je pohybu po páse. Vždy musí být zajištěno, aby na celém vážícím dopravníku byl pouze jeden výrobek. To mimo jiné definuje i potřebnou rychlost pohybu dopravníku.
  
• Výstupní dopravník (outfeed belt) - měří rychlost pohybu pásu v m/s, resp. prošlou dráhu v m a využívá se k výpočtu okamžitého i dlouhodobého dopravního výkonu v kg/h nebo t/h. Zároveň se využívá i k regulaci a kontrole pohybu pásu. Je přišroubován na konstrukci vážního mostu.
  
• Vážní elektronika (Weighing electronics) - provádí zpracování el. signálu od vážní jednotky, výpočet statistiky a její zobrazení, ovládání separátorů a plnících zařízení. Umožňuje komunikovat přes průmyslovou sběrnici (typicky Profibus) s počítačovým serverem, vytvářet a tisknou protokoly o produkci nebo je ukládat do externích flash pamětí ve formátu pro Excel.

Funkce vážení je u dnešních kontrolních vah prakticky plně automatická, pouze je nutné zjistit a zajistit několik důležitých vlastností a parametrů, které je nutné elektronice zadat před uvedením do provozu. Primární zásadou, kterou je nutné dodržet pro zajištění správného přesného vážení, je zajištění, aby za každé situace byl na pásu vážícího dopravníku vždy jen jeden vážený produkt. Rozměra dopravník a jeho rychlost pohybu tak musí být přizpůsobena rozměrům toho největšího produktu, který může být ve výrobní lince vyráběn a tedy musí být i vážen. Tyto parametry se společně s informacemi o požadované hmotnosti daných produktů zadávají do tabulky vážní elektroniky separátně pro každý produkt.

Ovládání a mechanika současných kontrolních vah představuje takřka dokonalý systém. Výkonná počítačová jednotka se softwarem váhy obvykle umožňuje na velkém barevném TFT LCD displeji zobrazit veškerou statistiku o prošlé produkci zobrazenou číselně i barevně graficky. Tak lze bez problémů i průběžně zjišťovat informace o počtu výrobků nesplňující hranice tolerance jmenovité hmotnosti, včetně určení těch s podváhou a nadváhou, okamžitou hrubou nebo čistou hmotnost právě projíždějícího produktu, průměrnou hmotnost za udaný počet produktů, střední hodnotu i směrodatnou odchylku, rozložení hmotností dobré i špatné produkce v jednotlivých požadovaných tolerančních pásmech, historii konkrétních hmotností prošlých výrobků včetně grafického znázornění vývoje a mnoho dalších. Ovládání dnešních vah je buď funkčními tlačítky, jejich funkce s liší v závislosti, co je na obrazovce, nebo pomocí plně dotykového displeje. Dotykový displej je stále populárnější a však je zde nevýhoda v rychlém zašpinění, zvláště při nasazení v nepříliš čistých provozech (cement, těsto, mouka, čokoláda apod.). Provedení mechaniky dopravníků a vážní jednotka bývá s postupem času také stále dokonalejší, přičemž například u kontrolní váhy SYNUS firmy Sartorius Aachen umožňují snadnou jednou rukou celý dopravník váhy vyjmout a znovu usadit. To je výhodné pro případ čistění dopravníku nebo jeho pásu, kdy lze vše snadno vyjmout.

Obr. 5. Příklad zobrazení statistiky vážené produkce na kontrolních vahách Sartorius

Výrobky firmy Sartorius

Firma Sartorius Aachen nabízí tři základní typové řady, které ve spojení se širokou paletou vážních jednotek umožňují vybrat váhu dle potřeby, v závislosti na produkovaných výrobcích a parametrech dané výrobní linky.

Volit lze z následujících řad:
• řada EWK 1000 PLUS – nejjednodušší a nejlevnější varianta vhodná pro technologické vážení
• řada SYNUS – vhodná pro všechny běžné aplikace spojené s dynamickým obchodním i technologickým vážením
• řada EWK 3000 – špička mezi kontrolními vahami – vhodná pro velmi přesné vážení při velkých rychlostech pásu a pro široký rozsah hmotností výrobků

Řada EWK 1000 PLUS nabízí:
• Vážní rozsah do 3 nebo 6 kg
• Přesnost vážení 0,5 g, resp. 1 g
• Vážení při výkonu linky až 170 ks/min
• Automatické nulování
• Paměť až na 100 produktů
• Pro technologické vážení – nelze úředně ověřit
• Sériové rozhraní RS-232C pro připojení tiskárny
• Nízkou cenu a náklady

Řada SYNUS nabízí:
• Vážní v rozsahy 1, 2 , 5 nebo 7 kg
• Přesnost vážení až 0,1 g
• Vážení při výkonu linky až 300 ks/min
• Plynulé nastavení výšky dopravníku v rozsahu 0,6 až 1,1 m
• Ovládání tlačítky nebo 15“ dotykového displeje
• Přehledné a snadno ovladatelné menu
• Výpočet a grafické zobrazení celé statistiky produkce/šarže
• Možnost změny směru pohybu pásu
• Vhodná pro obchodní vážení – možnost úředně ověřit ČMI
• Síťovou komunikaci s řídícím systémem – software SPCfWin
• Uložení protokolů na USB Flash paměť ve formátu pro Excel
• Stupeň krytí IP54 (volitelně i IP65)
• Integrovaný a váhou řízený separátor
• Tendenční regulátor – řízení plničky

Řada EWK 3000 nabízí (výhody proti řadě SYNUS):
• Vážící rozsah 700g až 60 kg
• Přesnost vážení až 0,1 g (1 g při v 10 kg)
• Vážení při výkonu linky až 600 ks/min
• Možnost společného provedení s detektorem kovů i se separátorem produktů – verze Combi
• Vhodná pro obchodní vážení – možnost úředně ověřit ČMI
• Stupeň krytí IP65
• Ostatní parametry jsou shodné s řadou SYNUS

Závěr

Svojí funkcí slouží kontrolní váhy nejen k ochraně spotřebitele, ale také významně ochraňuje zisky výrobce. Již malé přeplňování každého balení (např. kávy) může i již v krátkém časovém období při velké produkci vytvořit několikanásobně větší ztráty než je pořizovací cena kontrolní váhy, která uvedenému problému zabrání. Mezi dlouholeté výrobce odolných a spolehlivých pásových vah patří i firma Sartorius Aachen, dříve známá jako firma Boekels. Pro případné bližší informace o zařízeních firmy Sartorius a jejich prodeji v ČR a na Slovensku, kontaktujte autora článku:

DOWNLOAD & Odkazy

• Domovská stránka výrobce, firmy Sartorius Aachen, předního světového výrobce kontrolních vah - www.sartorius.com
• Článek "Princip elektromagnetické kompenzace síly pro přesné vážení"